孔西斜坡Ek22上砂組物源分析及砂體展布規(guī)律

林 伶,付東立,郭秋霞

(中國石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

孔西斜坡Ek22上砂組物源分析及砂體展布規(guī)律

林 伶,付東立,郭秋霞

(中國石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

Ek22油組為孔西斜坡重點(diǎn)目的層系，含油范圍廣，油層分布穩(wěn)定，目的層埋藏淺。為深入研究各物源的波及范圍、砂體規(guī)模及展布特征，將孔西斜坡Ek22油組分為上下兩套砂層，以上砂組為研究對象，根據(jù)輕重礦物特征、砂體展布規(guī)律和地震反射特征等資料，對影響區(qū)內(nèi)的多個物源位置、波及范圍及砂體展布規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究，孔西斜坡Ek22油組上砂組沉積物主要來自徐楊橋、孔店、滄市、舍女寺和葉三撥5個物源輸入體系。

孔西斜坡; Ek22油組；物源體系；砂體展布

物源分析是分析沉積盆地的重要工作之一,是確定母巖性質(zhì)、研究儲層和油藏特征的可靠依據(jù)[1-5]。前人對孔西斜坡Ek22油組的物源及砂體已進(jìn)行了大量研究[6-8]，但早期探井資料相對匱乏，研究并未深入，各物源的波及范圍、砂體規(guī)模及展布特征等受到限制。本次研究將孔西斜坡Ek22油組分為上下兩套砂層：上部砂層因高含放射性元素釷，測井曲線表現(xiàn)為高伽馬、相對低電阻的特征，該砂層厚值區(qū)主要集中在孔西斜坡南面的官西地區(qū)；下部砂層測井曲線特征明顯區(qū)別于上部砂體，具有低伽馬、高電阻的特征，該砂層分布范圍廣泛，厚值區(qū)主要分布在棗園、舍女寺、葉三拔等地區(qū)，官西地區(qū)不發(fā)育。

1 地質(zhì)概況

孔西斜坡夾持于滄東斷裂和孔西斷層之間，為滄東凹陷孔店中央隆起帶以西的斜坡帶，呈北東-南西向展布，勘探面積316 km2?？孜餍逼聳|面為近南北走向的孔店背斜構(gòu)造帶，南面以斜坡過渡到官西斷鼻構(gòu)造，西南面以淺鞍與舍女寺斷鼻相鄰，斜坡整體東抬西降，與滄東斷裂下降盤相接?？孜餍逼鹿沤o(jì)經(jīng)歷了早期統(tǒng)一坳陷到晚期斷陷的差異演化，兩期湖盆結(jié)構(gòu)特征各異，其正向構(gòu)造帶勘探程度高，已發(fā)現(xiàn)舍女寺-官西、棗園、風(fēng)化店、沈家鋪、自來屯等多個含油氣構(gòu)造，累計(jì)探明石油地質(zhì)儲量4 628.25×104t?？孜餍逼驴锥蔚貙涌v向上分為兩個正旋回：Ek21- Ek22油組為一個正旋回，Ek21油組以泥-油頁巖為主，Ek22砂巖發(fā)育；Ek23- Ek24油組為一個正旋回，Ek23油組以油頁巖為主，Ek24砂巖發(fā)育。其中Ek22為孔西地區(qū)重點(diǎn)目的層系之一，含油范圍廣，油層分布穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)棗園、舍女寺油田，已探明石油地質(zhì)儲量3 432×104t。

2 物源分析

物源分析的方法包括重礦物分析法、碎屑巖類分析法、礦物裂變徑跡法、沉積法、地球化學(xué)和同位素法；這些方法都具有其應(yīng)用條件范圍和約束局限性[9-10]，運(yùn)用時應(yīng)將多種方法相結(jié)合，互相補(bǔ)充和印證，得出合理結(jié)論。本次主要運(yùn)用輕重礦物分析法，結(jié)合砂體展布規(guī)律以及地震反射特征來識別孔西斜坡Ek22油組上砂組沉積時期各物源口的位置及波及范圍。

2.1 重礦物分析

重礦物是指碎屑巖中密度大于2.9 g/cm3的陸源碎屑礦物，含量一般小于1%，其耐磨蝕、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，較多地保留了母巖特征，常被用來進(jìn)行物源分析[11-14]。研究區(qū)常見重礦物有鋯石、電氣石、金紅石、石榴石和磁鐵礦，其中鋯石和石榴石含量最高。

通過對孔西斜坡Ek22油組上砂組27口井274塊巖心的取樣分析，利用聚類分析對取心井重礦物資料進(jìn)行處理，分析重礦物含量及ZTR指數(shù)(鋯石、金紅石、電氣石三種礦物占透明礦物的含量，該值越大，礦物的成熟度越高)變化趨勢，清晰識別出4個物源輸入體系，分別為孔店物源、滄市物源、舍女寺物源和徐楊橋物源(圖1)。

圖1 Ek22油組上砂組重礦物特征

孔店物源：北部孔店地區(qū)重礦物具有高石榴石、低鋯石的特征：石榴石平均含量52.39%，鋯石平均含量19.48%，電氣石平均含量3%，金紅石平均含量1.42%，ZTR指數(shù)平均24.84%。ZTR指數(shù)、石榴石含量向盆內(nèi)方向呈增大趨勢,孔店地區(qū)存在物源輸入，主要影響棗園地區(qū)。

滄市物源：西部滄市地區(qū)與孔店物源重礦物明顯不同，具高鋯石、低石榴石的特征：石榴石平均含量21.83%，鋯石平均含量53.43%，磁鐵礦平均含量3.27%，ZTR指數(shù)平均達(dá)64.95%。ZTR指數(shù)向盆內(nèi)方向呈增大趨勢，由此判斷滄市地區(qū)存在物源輸入，沿g89井-g108井-g126井方向向盆內(nèi)供源，波及范圍主要是g89井區(qū)以西至官西地區(qū)。

舍女寺物源：位于研究區(qū)西部，重礦物具有以下特征：鋯石含量低，平均23.82%；石榴石含量高，平均52.03%；ZTR指數(shù)低，平均32.56%,向盆內(nèi)方向ZTR指數(shù)和石榴石含量呈增大趨勢，磁鐵礦含量呈降低趨勢，判斷在舍女寺地區(qū)存在物源，聯(lián)井方向即為物源向盆內(nèi)供給的方向，主要影響舍女寺地區(qū)。

徐楊橋物源：北部的徐楊橋地區(qū)鋯石平均含量25.79%，電氣石平均含量3.33%，金紅石平均含量4.43%，石榴石平均含量48.54%，ZTR指數(shù)平均33.55%。該區(qū)取樣點(diǎn)相對分散，未呈現(xiàn)出盆地邊緣向盆內(nèi)穩(wěn)定重礦物增加、不穩(wěn)定重礦物減少的趨勢，但其均表現(xiàn)為低-中鋯石，高石榴石的特征，且輕重礦物特征不同于鄰近的孔店物區(qū)和滄市物源。結(jié)合所鉆井砂巖厚度平面變化趨勢，判斷在徐楊橋物源存在，主要影響徐楊橋地區(qū)。

2.2 輕礦物分析

利用陸源碎屑輕礦物組合及質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化，也是追溯物源和恢復(fù)母巖性質(zhì)的常用方法之一[13-15]。碎屑巖分析法對母巖性質(zhì)具有一定要求，母巖為火成巖和變質(zhì)巖時，礦物所經(jīng)歷的搬運(yùn)、沉積較少，受后期改造小，能很好反映物源性質(zhì)；母巖為沉積巖時，經(jīng)多次搬運(yùn)、沉積和改造，礦物受到影響，發(fā)生組分或含量的變化。研究區(qū)巖屑類型主要為火成巖巖屑，因此輕礦物特征能很好反映母巖性質(zhì)及物源方向。據(jù)此，通過對研究區(qū)Ek22油組上砂組27口井337塊巖心的取樣分析，共清晰識別出5個物源輸入體系：孔店物源、徐楊橋物源、滄市物源、舍女寺物源和葉三撥物源(圖2)。

圖2 Ek22油組上砂組輕礦物特征

盆地東北部：孔店與徐楊橋地區(qū)。孔店地區(qū)石英含量為28%～40%，平均29.71%；長石含量為40%～60%；巖屑類型以火成巖為主，含少量沉積巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑。由北向南，石英含量逐漸增高，長石含量逐漸降低。以z25井、z31井和z56井為例，Q/(F+R)指數(shù)(輕礦物成份成熟度指數(shù)，判別砂巖在化學(xué)及在礦物上成熟度高低的指數(shù))依次為0.39，0.51，0.6；呈增大趨勢，成分成熟度不斷增加，推斷在北部的孔店地區(qū)存在物源輸入，這與重礦物資料所得出的結(jié)論一致。

東部徐楊橋地區(qū)輕礦物表現(xiàn)為中高石英、中高長石；石英平均含量41%，長石平均含量47.2%，巖屑平均含量11.86%，Q/(F+R)指數(shù)較高，平均為0.71，說明其離物源體系較遠(yuǎn)。從組分總體變化規(guī)律來看，取樣點(diǎn)相對分散，靠近盆地邊緣區(qū)域的g998井石英含量小于40%，向盆地內(nèi)的z69-1井、f40-20井、z47井石英含量均大于40%。說明在徐楊橋地區(qū)存在物源輸入，這也驗(yàn)證了重礦物變化規(guī)律分析時的推測。

盆地西南部：滄市和舍女寺地區(qū)。滄市地區(qū)石英含量為25%～36%；長石含量為48%～62%。巖屑主要為火成巖巖屑及少量的沉積巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑。研究區(qū)離物源近，成分成熟度較低，沿物源向盆內(nèi)的供給方向，石英含量逐漸增加，長石含量逐漸降低，成分成熟度不斷提高。例如kn9井、g108井和gd15井，石英含量依次為25%，31%，33%；Q/(F+R)指數(shù)依次為0.31，0.39，0.45；判斷在滄市地區(qū)存在物源輸入，三井連線方向即為物源向盆內(nèi)的供給方向。

舍女寺地區(qū)石英含量較鄰近滄市地區(qū)高，平均37.91%；長石含量為42%～55%。巖屑類型仍然以火成巖巖屑為主。n21井、n24井和n13井盆地邊緣向盆內(nèi)方向，石英含量逐漸增加，依次為30.41%，35.9%，40%；Q/(F+R)指數(shù)依次為0.43，0.57，0.68；說明向盆內(nèi)方向成分成熟度增高，推斷舍女寺地區(qū)存在物源輸入，三井連線方向即為該物源在盆內(nèi)的供給方向。

南部的葉三撥地區(qū)，共5口取心井，石英含量較高，且盆外向盆內(nèi)由45%增至55%，與舍女寺地區(qū)石英含量中等的特點(diǎn)不一致，物源輸入不可能來自舍女寺地區(qū)，推斷葉三撥地區(qū)存在物源輸入。

2.3 砂體展布特征

在物源體系宏觀框架指導(dǎo)下編制出來的精細(xì)砂巖等厚圖,不僅是對物源體系的反證，而且更精細(xì)刻畫了物源推進(jìn)方向和展布特征。統(tǒng)計(jì)出研究區(qū)目的層段153口井滲透砂巖的厚度，繪制出砂巖等厚圖，從圖中可以識別出五個物源方向的朵體(圖3)。

滄市地區(qū)的砂巖厚度較大，達(dá)15 m以上，呈大面積席狀分布，分布范圍較廣。砂巖主體沿西北-東南方向展布，發(fā)育兩個厚值區(qū)，一個厚值區(qū)砂巖主體以g78井和n23井為軸線分布，向西南鞍部砂巖厚度變化快，至n13井、n27X1井和y11井一線，相變?yōu)槟鄮r；向東北方向至g137井，砂巖厚度減薄為3 m，直至gd14井區(qū)附近，相變?yōu)槟鄮r。另一個厚值區(qū)位于滄市物源口，該厚值區(qū)無鉆遇井，kn9井、g89井、z68-12井、z45井均為周圍鉆遇井，砂巖厚度依次為11.5 m，11.4 m，11 m和10 m。

圖3 Ek22油組上砂組砂體展布

2.4 地震反射分析

孔西斜坡孔二段沉積時期是三角洲、湖泊建設(shè)發(fā)育期，沉積作用以進(jìn)積作用為主，在地震資料上具有明顯的反映。地震剖面上多表現(xiàn)為下切充填反射結(jié)構(gòu)，波形特征明顯，呈透鏡狀、頂平底凹，表明了侵蝕河道的發(fā)育，順河而上可追溯物源[16]。由于河道砂體與上覆及圍限泥巖存在波阻抗界面，河道砂體頂部為強(qiáng)振幅反射，連續(xù)性好，為亮點(diǎn)特征；河道底部表現(xiàn)為弱反射；河道邊緣界限清晰，地震相位反轉(zhuǎn)，頻率降低。

通過對孔西斜坡孔二段二維地震剖面的系統(tǒng)解析，按地區(qū)識別出徐楊橋、孔店、滄市、舍女寺和葉三撥5個下切溝槽，可根據(jù)這些溝槽大致判斷出古河道的位置和流向(圖4)。溝槽的位置與輕重礦物分析、砂體展布規(guī)律所預(yù)測的物源通道位置基本相符，進(jìn)一步確定了周緣各物源輸入口的位置。徐楊橋、孔店、滄市地區(qū)抽取的測線，地震剖面上所反映溝槽的形態(tài)具有“寬”、“深”的特點(diǎn)，指示了物源供給較為充足，古河道流量較大，可推斷徐楊橋、孔店、滄市三個地區(qū)為主要物源。

3 結(jié)論

(1)通過對孔西斜坡Ek22油組上砂組輕重礦物分析、砂體展布規(guī)律及地震反射特征的綜合分析，可識別出5個物源輸入體系，分別為東部(徐楊橋)、北部(孔店)、西部(滄市、舍女寺)和南部(葉三撥)。

(2)由砂體等厚圖可以看出，在滄市、孔店、徐楊橋地區(qū)砂巖厚度相對較大，延伸范圍相對較遠(yuǎn)，結(jié)合地震剖面下切溝槽綜合分析，滄市、孔店、徐楊橋地區(qū)物源供給充足，古河道流量較大，為影響孔西斜坡Ek22油組上砂組砂體的主要物源輸入體系；而葉三撥和舍女寺地區(qū)砂巖厚度相對較小，延伸范圍相對較小，物源供給相對匱乏，為次要物源輸入體系。

[1] 徐亞軍,杜遠(yuǎn)生,楊江海.沉積物物源分析研究進(jìn)展[J].地質(zhì)科技情報(bào),2007,26(3):26-32.

[2] 汪正江,陳洪德,張錦泉.物源分析的研究與展望[J].沉積與特提斯地質(zhì),2000,20(4):104-110.

[3] 楊仁超,李進(jìn)步,樊愛萍，等.陸源沉積巖物源分析研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢[J].沉積學(xué)報(bào),2013,31(1):99-107.

[4] 魏然,李紅陽,于斌，等.沉積盆地物源體系分析方法及研究進(jìn)展[J].巖性油氣藏,2013,25(3):53-57.

[5] 孔令江,李煉民.歧北凹陷東緣沙一下多物源綜合研究[J].地質(zhì)學(xué)刊,2015,39(2):194-200.

[6] 鐘瑋,蒲秀剛,何幼斌，等.渤海灣盆地黃驊坳陷孔南地區(qū)古近系孔店組二段物源分析[J].古地理學(xué)報(bào),2012,14(6):707-718.

[7] 韓冰,李勇,呂建榮.黃驊坳陷孔南地區(qū)孔二段沉積體系[J].特種油氣藏，2011,18(5):67-70.

[8] 賀佩,李勇,馮鏡權(quán)，等.黃驊坳陷孔南地區(qū)孔店組孔二段物源區(qū)分析[J].沉積與特提斯地質(zhì),2003,31(3):51-57.

[9] 趙紅格,劉池洋.物源分析方法及研究進(jìn)展[J].沉積學(xué)報(bào),2003,21(3):409-415.

[10] 楊仁超,李進(jìn)步,樊愛萍，等.陸源沉積巖物源分析研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢[J].沉積學(xué)報(bào),2013,31(1):99-102.

[11] 岳艷.淺談重礦物物源分析方法[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2010,20(12):138-139.

[12] 何幼斌,王文廣.沉積巖與沉積相[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007：78-102.

[13] 李珍,焦養(yǎng)泉,劉春華，等.黃驊坳陷高柳地區(qū)重礦物物源分析[J].石油勘探與開發(fā),1998,25(6):5-7.

[14] 何鐘鏵,劉招君,張峰.重礦物分析在盆地中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].地質(zhì)科技情報(bào),2001,20(4):29-32.

[15] 馬收先,孟慶任,曲永強(qiáng).輕礦物物源分析研究進(jìn)展[J].巖石學(xué)報(bào),2014,30(2):597-608.

[16] 于興河.碎屑巖系油氣儲層沉積學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007：73-82.

編輯：趙川喜

1673-8217(2017)01-0030-04

2016-07-28

林伶，碩士，工程師，1985年生，2012年畢業(yè)于西南石油大學(xué)，現(xiàn)從事綜合含油氣評價(jià)研究。

中國石油科技重大專項(xiàng)“大港油區(qū)大油氣田勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2014E-06)。

TE111.3

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